CC BY
58
УДК 594.35
Т.А. Клочкова
ОБЗОР ЯВЛЕНИЯ КЛЕПТОПЛАСТИИ У МОРСКИХ ЗАДНЕЖАБЕРНЫХ МОЛЛЮСКОВ
Приводится обзор существующей научной литературы по клептопластии у морских заднежаберных моллюсков, опубликованной с 1876 по 2015 гг. Автор высказывает мнение, что ассимилированные в клетки животных водорослевые хлоропласты (т. е. клептопластиды) являются, прежде всего, поддерживаемыми в живом состоянии резервными пищевыми ресурсами, а не поставщиками основного питания, достаточного для выживания голодающих моллюсков.
Ключевые слова: горизонтальный перенос генов (ГПГ), заднежаберные моллюски, зеленые водоросли, клептопластия, трансмиссионный/просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), транскрип-томный анализ, хлоропласт.
T.A. Klochkova
A REVIEW ON KLEPTOPLASTY IN MARINE SACOGLOSSAN MOLLUSKS
This paper presents a review of scientific literature on kleptoplasty in marine sacoglossan mollusks published during 1876-2015. Based on the analysis of the existing literature and our observations, it is our understanding that the primary purpose of algal chloroplasts, which are assimilated into the animal digestive cells (i.e. kleptoplastids), is to serve as food reserve, which is kept in alive condition. However, photosynthesis of kleptoplastids along does not provide enough food resource for mollusks' survival during long-term starvation.
Key words: horizontal gene transfer (HGT), sacoglossan mollusks, green algae, kleptoplasty, transmission electron microscope, transcriptome, chloroplast.
DOI: 10.17217/2079-0333-2016-37-57-69
История открытия явления «клептопластии» у моллюсков
Морские брюхоногие моллюски, принадлежащие к отряду Nudibranchia, благодаря широкому распространению в Мировом океане и своей необычной, порой причудливой организации, всегда привлекали большое внимание ученых. Изучение особенностей питания некоторых представителей морских заднежаберных моллюсков из семейств Elysiidae, Limapontiidae и др. ценоцитными зелеными водорослями привело к очень необычным открытиям. Оказалось, что протоплазма, поступающая в пищеварительный тракт моллюсков, путем фагоцитоза проникает в клетки животных и утилизируется далеко не сразу, и что водорослевые хлоропласты, находясь внутри животных клеток, в течение длительного времени остаются жизнеспособными и функционирующими.
Столь интересное наблюдение, когда тела некоторых морских слизней, окрашенных в зеленый цвет, заключали в себе гранулы, близкие по цвету к хлорофиллу, пигменту пластид высших растений и водорослей, было впервые описано в 1876 г. [1]. Но только 89 лет спустя, в 1965 г. японские исследователи С. Кавагучи и Т. Ямасу [2] показали, что эти глобулярные зеленые тельца внутри клеток моллюсков на самом деле являются хлоропластами поедаемых ими зеленых водорослей. Это явление позже получило название «клептопластии» (дословно: воровство пластид) [3], а самих этих удивительных животных назвали «моллюсками на солнечных батарейках» [4-5]. Чаще всего их регистрировали среди представителей рода Elysia.
В настоящее время известно, что род Elysia включает 89 видов. Элизии весьма разнообразны по своей окраске, но всех их объединяет удивительная схожесть с маленьким, красивым, зеленым листиком (рис. 1, а). Все они питаются зелеными водорослями класса Ulvophyceae, и исключением является лишь Elysia chlorotica, для которой пищей является желто-зеленая вауше-риевая водоросль Vaucheria litorea.
Работа Р.К. Тренча [6], посвященная моллюску Elysia crispata (ранее известному как Tridachia crispata), является одной из первых, где было высказано предположение, что, вероятнее всего,
слизни накапливают водорослевые хлоропласты из-за сохранения у них способности к фотосинтезу. Исследования этого автора показали накопление в теле моллюска 14CO2 в присутствии пластид в клетках эпителия, выстилающего его пищеварительные железистые трубки, и что моллюск способен жить длительное время без водорослевой пищи. Исследования Р.К. Тренча стали основой для многих последующих работ, когда для выявления «способности» моллюсков к фотосинтезу их стали лишать водорослевой пищи и подвергать длительному полному голоданию в течение нескольких месяцев.
Р.К. Тренчу принадлежит знаменитое выражение «листья, которые ползают» [7], впоследствии использованное многими учеными [8-9] и популяризаторами такого уникального явления, как клептопластия у моллюсков. Хотя работу Р.К. Тренча [6] часто цитируют в качестве доказательства накопления в теле моллюсков 14CO2 в результате функционирования клептопластид, только 45 лет спустя Г. Криста с соавторами сумели наглядно доказать это с помощью своих экспериментов [10]. Эти авторы также высказали мнение, что, находясь на свету, моллюски Elysia timida и Plakobranchus ocellatus действительно фиксируют CO2, но фотосинтез не играет решающей роли в их длительном выживании в условиях голодания. Примечательно, что до Г. Криста с соавторами [10] аналогичное предположение высказывали и мы в своих исследованиях по моллюску Elysia nigrocapitata [11].
В научном мире в течение 44 лет (1969-2013) было общепринятым представление, что моллюски получают дополнительные энергетические ресурсы за счет фотосинтеза поглощенных ими хлоропластов, и что именно это обеспечивает им выживание в условиях длительного и полного отсутствия кормовой базы. Появляющаяся в процессе фотосинтеза клептопластид глюкоза может включаться в метаболизм животного, то есть быть ему не лишней и являться для него дополнительным энергетическим ресурсом. Этим объяснялась «заинтересованность» моллюска в поддержании жизнедеятельности и функциональности клептопластид.
Представление, что однократный прием пищи и накопление в теле слизней клептопластид обеспечивает им перенос длительного голодания и существование за счет фотосинтеза, было принято de facto. Самым известным объектом исследований стал морской слизень E. chlorotica, обитающий на восточном побережье США. Оказалось, что в условиях умеренной освещенности и подачи источника двуокиси углерода (CO2) он способен переносить голодание в течение 8-10 месяцев с момента последнего приема в качестве пищи зеленой водоросли V. litorea [12-13].
Жан де Вриес с соавторами [14] разделил период изучения явления «моллюски на солнечных батарейках» с момента его открытия по настоящее время на 4 этапа, в каждом из которых в научном мире доминировало определенное мнение и направление исследований:
1) 1876-1968 гг. - открытие явления, когда только описывали морфологию фотосинтетических моллюсков и «хлорофилл-пигментированных гранул» внутри их тел;
2) 1969-1993 - открытие явления накопления CO2 из-за присутствия клептопластид;
3) 1996-2010 - появление и доминирование гипотезы горизонтального переноса генов (ГШ ) от водорослей к моллюскам;
4) 2011-2014 - опровержение гипотезы I I II от водорослей к моллюскам и поиск новых путей решения проблемы.
В период с 1996 по 2014 гг. в мире появились 3 ведущие научные группы, которые вели изучение моллюсков Elysia clarki, E. chlorotica, E. crispata, E. timida и P. ocellatus. Две научные группы, руководимые М.Е. Рамфо (Mary E. Rumpho) и С.К. Пирсом (Sidney К. Pierce), - работали в США, и третья группа - в Европе (Германия, Нидерланды) [9-10, 14-18]. В начале изучения симбиотической ассоциации V. litorea/E. chlorotica американские ученые С.К. Пирс и М.Е. Рамфо вели свои исследования и публиковали совместные работы [12-13], но затем стали публиковаться раздельно, хотя продолжали изучение одного и того же объекта - E. chlorotica.
Цитологические исследования «клептопластии» у морских заднежаберных моллюсков
Открытие рассмотренного выше столь необычного цитологического явления породило новое научное направление, в рамках которого решался вопрос о том, как на молекулярном уровне регулируется процесс фотосинтеза в хлоропластах, находящихся в чужеродных животных клетках. В ходе его решения появлялось множество новых вопросов:
1. Попадают ли путем фагоцитоза ядра водорослевых клеток в клетки животных, или существует некий селективный механизм, отделяющий их от хлоропластов?
2. Остаются ли в клетках животных клеточные ядра растений функционирующими?
3. Включает ли наследственная информация ДНК моллюсков гены, способные регулировать фотосинтез?
Последняя идея многим ученым казалась не безосновательной. Лабораторные эксперименты свидетельствовали об очень жесткой пищевой привязанности моллюсков к определенным видам водорослей [19-20]. Аналогичные данные были получены и нами после изучения пищевых привязанностей семи видов морских заднежаберных моллюсков, собранных на побережье Корейского полуострова [11, 21]. Наши исследования показали, что многие животные погибают от голода, когда их лишают свойственной им пищи, но не переходят на другой водорослевый корм. В случае перехода на другой корм они меняют свой габитус. Такая тесная связь между определенными видами водорослей и заднежаберными моллюсками естественным образом наводила на мысль о специфическом, генетически запрограммированном, биохимическом процессе переваривания последними растительной пищи.
Утверждение, что все поступившие в клетки моллюсков водорослевые ядра погибают и живыми в них остаются только хлоропласты, было принято de facto. Об этом свидетельствуют работы исследователей, изучавших явление клептопластии у E. chlorotica [4, 12-13, 22-23]. Они писали о том, что из высосанной водорослевой цитоплазмы в клетку животного встраиваются только хло-ропласты, а ядра и другие клеточные органеллы используются как питательный материал и погибают. Так, в обзорной статье М.Е. Рамфо [22, с. 309] дается следующее категорическое высказывание: «Мы опровергли нахождение водорослевых ядер/ядерных геномов в слизнях, основываясь на данных электронной и флуоресцентной микроскопии и по отрицательным результатам пробирования ITS (intertranscribed spacer) [4, 12, 24]». Однако стоит отметить, что в указанных статьях [4, 12] флуоресцентные микрофотографии не даны, а приведенные в этих работах трансмиссионные микрофотографии очень малоинформативные и не подтверждают приведенное выше утверждение.
В статье Дж. Шварц с соавторами по E. chlorotica [23, с. 32-33] имеется не менее категорическое высказывание о том, что многочисленные трансмиссионные электронные исследования, проведенные в течение многих лет, показывают, что водорослевых ядер в клетках моллюсков нет. Однако в этой работе нет ни ПЭ микрофотографий, ни указания литературных источников, содержащих информацию об их публикации.
Трансмиссионные микрофотографии, опубликованные в ранних работах [4, 6, 12, 25], были достаточно низкого качества. При этом на них часто была показана не целая клетка, а только ее увеличенный фрагмент, иллюстрирующий отдельные клептопластиды и их окружение. Судить по этим немногочисленным микрофотографиям и одиночным срезам клеток о наличии ядер, их морфологии и количестве невозможно.
В статье Н. Кертиса с соавторами [26] показан срез клетки пищеварительной трубки моллюска Elysia clarki. На нем отчетливо видны многочисленные хлоропласты и, по меньшей мере, 5 ядер, природа которых неизвестна. Однако авторы, придерживаясь гипотезы ГПГ от водорослей к моллюскам, никак не комментируют это. На упомянутой микрофотографии показан только один ультратонкий срез. Понятно, что во всем объеме клетки ядер должно быть намного больше. Аналогичные результаты нахождения многочисленных ядер в клетках, содержащих клептопластиды, были представлены и в нашей статье по Elysia nigrocapitata [11]. Наши цитологические исследования также показали, что в тканях сытых особей E. nigrocapitata многочисленные ядра и клептопласти-ды не были разделены между собой фагоцитарными мембранами, хотя если бы происходило выборочное поглощение клетками только хлоропластов, то последние были бы заключены в фагосо-му отдельно от ядер животной клетки, поскольку смысла заключать собственные ядра в фагосому нет [11, рис. 1, б-г]. Такие находки закономерно порождают вопрос: «Почему в клетке животного находится так много ядер и все ли они животного происхождения?» Мы полагаем, что ответ на этот вопрос пока еще не найден.
Существующие в настоящее время молекулярные, цитохимические и биохимические методы пока не позволяют абсолютно точно дифференцировать ядра морских слизней и водорослей. В конце 1990-х гг., когда началось активное изучение клептопластии у E. chlorotica, они были еще менее совершенными. Анализируя содержание статей, касающихся судьбы растительных ядер [23-24, 27], попавших в клетки животных, можно видеть, что в настоящее время нет веских научных доказательств факта их полного там отсутствия. Принятие же этой точки зрения за аксиому заставляло предполагать, что клетки моллюсков обладают способностью к опознаванию и сортировке клеточных органелл съеденных ими растений и их выборочному фагоцитозу и избавляло исследователей от необходимости изучать явление клептокариоза (т. е. воровства водорослевых ядер).
Рис. 1. Пример явления клептопластии у морских заднежаберных моллюсков: а - два половозрелых моллюска Elysia nigrocapitata (показаны стрелками) и их корм, нитчатая ценоцитная зеленая водоросль Chaetomorpha moniligera; б - отдельный неповрежденный хлоропласт, извлеченный из параподий моллюска; в - фотография параподия, заполненного хлоропластами водоросли B. plumosa, полученная с помощью светового микроскопа; г - микрофотография, показывающая пищеварительную клетку моллюска E. nigrocapitata, полученная с помощью ПЭМ. В клетке находится много хлоропластов, которые не отделены фагосомами от ядер или друг от друга. Ядра и лизосомы в клетках показаны укороченными черными и белыми стрелками, соответственно. лм - клеточный люмен, рх - разрушающийся хлоропласт, х - неповрежденный хлоропласт
Fig. 1. Example of kleptoplasty in marine sacoglossan mollusks: а - two adult mollusks of Elysia nigrocapitata (shown with arrows) and their food alga, coenocytic green alga Chaetomorpha moniligera; б - intact chloroplast, extracted from the mollusk s parapodium; г - light microscope photograph ofparapodium filled with chloroplasts of B. plumosa; г - transmission electron microphotograph of the digestive cells of E. nigrocapitata. Digestive cells contain numerous chloroplasts (i.e. kleptoplastids), which are not separated from nuclei and other chloroplasts with phagosomes. Nuclei and lisosomes are shown with black and white arrowheads, respectively. лм - cell lumen, рх - degenerating chloroplast,
х - intact chloroplast
В отношении ассимилированных хлоропластов разные исследователи высказывали разные мнения. Это объясняется, очевидно, тем, что их рассуждения не были основаны на результатах глубоких цитологических исследований с использованием ПЭМ и часто строились на интерпретации чужих данных. Недостаток сведений по этому вопросу обнаруживается при сравнении терми-
нологии авторов, описывавших или обсуждавших явление клептопластии у моллюсков. Так, разные авторы утверждали, что неповрежденные хлоропласты у фотосинтетических моллюсков ассимилируются:
1) в специфическом слое клеток, выстилающем пищеварительную/желудочно-кишечную железу [4];
2) в специфический слой клеток, выстилающий желудочно-кишечный тракт [4];
3) в пищеварительный/желудочно-кишечный дивертикул [4, 25-26, 28];
4) в цитоплазму одних из двух морфологически различных эпителиальных клеток [12];
5) из кишечника посредством фагоцитоза в пищевые эпителиальные клетки [29];
6) в один из по меньшей мере двух морфологически различных типов эпителиальных клеток, выстилающих стенки желудочно-кишечного дивертикула [30];
(Стоит отметить, что последние авторы без всякого на то основания ссылаются на работу West et al. [31], которая посвящена совершенно другой проблеме (гибридизации двух популяций морских Opisthobranchia) и не включает какие-либо микрофотографии эпителиальных клеток моллюсков. Удивительно, но в последующем эту работу часто цитировали при обсуждении хлоропластов в клетках моллюсков).
7) в пищеварительные клетки [4, 23];
8) в плотную пищеварительную ткань [28];
9) в пищеварительные железистые клетки [15, 32];
10) в клетки, выстилающие люмен пищеварительной трубки/канала [26];
11) в определенные клетки, выстилающие пищеварительный дивертикул [27];
12) в эпителиальные клетки пищеварительной трубки, пронизывающей параподии [9].
Приведенные выше примеры показывают, что в зарубежной научной литературе нет единой
терминологии для описания ассимиляции хлоропластов, и, следовательно, нет полноты понимания этого процесса. Это видно из того, что в статьях разных авторов, а в некоторых случаях у одних и тех же авторов в их разных или даже в одной и той же статье, клетки животных, включающие хло-ропласты, и места их локализации в пищеварительном тракте моллюсков называются по-разному. С одной стороны это можно объяснить недостаточной изученностью анатомического и цитологического строения заднежаберных моллюсков, а с другой - тем, что, начиная с 1996 г. вплоть до последних лет основное внимание при изучении клептопластид уделялось молекулярным, а не цитологическим исследованиям.
Выдвижение гипотезы горизонтального переноса генов (ГПГ) от водорослей
к моллюскам и ее опровержение
Интерпретация столь необычного явления - сосуществования в одной клетке и животных, и растительных функционирующих органелл - привело к предположению о том, что в регуляции фотосинтеза клептопластид принимают участие гены ядерной ДНК моллюсков. Но как они там появились? Для объяснения присутствия в геноме слизней генов, кодирующих физиологические процессы, присущие сложно организованным, очень и очень далеким от них в филогенетическом отношении растительным организмам, было сделано предположение о том, что в истории развития моллюсков имел место горизонтальный перенос генов (ГПГ), кодирующих фотосинтез, от водорослей [4, 22]. Гипотеза ГПГ от водорослей к моллюскам была с удовлетворением принята учеными, поскольку не только позволяла объяснить вполне конкретный феномен - необычное внутриклеточное сотрудничество чужеродных органелл, - но также давала основу для решения более общих мировоззренческих вопросов: понимания процессов видообразования путем генетической трансформации геномов их предков.
Последние данные геномики позволяют утверждать, что в ходе эволюции происходили переносы генов как между видами одного, так и разных царств [33]. Количество статей, опубликованных в мире за последние 20 лет и доказывающих, что многие организмы обладают способностью осуществлять ГПГ, неуклонно растет [34-41 и др.]. Этот процесс «естественной генной инженерии» находится под пристальным вниманием эпидемиологов, поскольку, возможно, может объяснить ряд непонятных вспышек опасных заболеваний [42].
Когда гипотеза ГПГ от водорослей к моллюскам была выдвинута в статье Ц.В. Маджера и соавторов [12], исследования ГПГ переживали особый подъем. Удивительно, но впоследствии этот авторский коллектив регулярно публиковался в ведущих научных журналах, основывая свои выводы на фрагментарных данных или же просто на публикуемых спекуляциях [4, 29, 43].
В статье Ц.В. Маджера и соавторов [12] есть следующее высказывание о возможности ГПГ от водоросли к моллюску: «Активность хлоропластов при отсутствии водорослевых ядер внутри E. chlorotica предполагает несколько возможностей синтеза белков, их поддерживающих. (i) Возможно, что все белки для хлоропластов, кодируемые геномами пластид и ядер, являются стабильными и «не включаются» в симбионтных пластидах. (ii) Некоторые из ядерных генов водорослей могли быть переданы в ядерный геном морского слизня на инициальных стадиях симбиотической эволюции, таким образом, обеспечивая все необходимые полипептиды, кодируемые ядерным геномом, и необходимые симбионту. (iii) Симбионтные пластиды могут обладать высокой степенью генетической автономности, позволяющей им поддерживать функциональность, несмотря на отсутствие водорослевых ядер и цитоплазмы».
Ученые не пытались экспериментально доказывать пункты (i) и (iii) и сразу же перешли к доказательству пункта (ii). Со временем о ГПГ от водорослей к моллюскам стали говорить, как об очевидном факте [29]. Исследователи нередко противоречили сами себе, поскольку даже тогда, когда приведенные в их статьях данные не подтверждали ГПГ, они от него не отказывались. Так, на с. 306 статьи М.Е. Рамфо с соавторами [29] говорится следующее: «Происходили модификации генома, например, перенос мог случиться посредством ГПГ от клептопластид в эпителиальных клетках (животных) и от поврежденных водорослевых ядер, выпускающих ДНК в люмен кишечника, к ядрам животных». Затем на с. 309 этой же статьи говорится: «Удивительное отсутствие генов водорослевого происхождения, вовлеченных в фотосинтез и кодируемых ядерным геномом (моллюска), остается необъясненным и ожидает более глубокого анализа транс-криптомов моллюсков с использованием платформы Illumina». Вопросы о том, как ДНК хлоро-пластов водорослей могла встраиваться в ядра эпителиальных клеток животных и почему ДНК разрушенных водорослевых ядер не переваривалась в агрессивной среде кишечника, а успешно встраивалась в ядра животных, эти и другие авторы в своих статьях не рассматривали.
Утверждения Rumpho et al. [29], на наш взгляд, не соответствуют истине. Современные мо-лекулярно-биологические исследования свидетельствуют о том, что чужеродная ДНК отторгается иммунной системой организма и, кроме того, они ломают представление об основных функциях клеток эпителиальной ткани, которые, как известно, создают защитный барьер от воздействия неблагоприятных факторов, в том числе от генетических модификаций.
В статьях американских исследовательских групп, проводивших исследования под общим руководством С.К. Пирса и М.Е. Рамфо, сказано, что они определили потенциальных кандидатов водорослевых генов в ядерном геноме E. chlorotica: гены, кодирующие белки фотосистемы II - psbO [43] и prk [44], - а также регулирующие поглощение света [27] и синтез хлорофилла [23, 45]. Во всех случаях выделяли и исследовали ДНК взрослых особей E. chlorotica, а также яиц и личинок-велигеров этого моллюска. Было высказано очень смелое предположение, что геном клетки моллюска может кодировать большинство замещающих белков, регулирующих цикл Кальвина-Бенсона-Бэссема, которые затем доставляются в клептопластиды [29]. Безусловно, в свое время эти данные были интересны, но уже тогда возникал вопрос: «Как фотосинтез ассимилированных клептопластид может регулироваться таким малым количеством генов?»
В настоящее время известно, что ДНК хлоропластов кодирует только 10% необходимых им белков, и в растениях многие белки хлоропласты получают из цитоплазмы клетки. Кодируются они ядерным геномом клетки растения. Геномы хлоропластов имеют маленькие размеры (37-224 kb) кодируют всего 61-273 белка [46]. Однако пластиды - это полуавтономные органел-лы, и для осуществления всех своих метаболических функций им необходимо 1000-5000 белков [47-49]. Также известно, что геном хлоропласта водоросли V. litorea имеет размер 115 kb и включает только 139 генов, кодирующих белки [43]. В нем не кодируются все необходимые белки для фотосистем I и II, комплекса цитохромов b6f АТФ-синтазы и цикла Кальвина-Бенсона-Бэссема [29]. Поэтому, даже если в геноме E. chlorotica и было найдено несколько генов, идентичных ядерным генам водорослей, невозможно представить, что их настолько малого количества было бы достаточно для осуществления фотосинтеза клептопластид. Логичнее предположить, что нахождение в геноме E. chlorotica водорослевых генов было результатом загрязнения изученных проб фрагментами ДНК водорослей.
С 2010 г. несколько ведущих альгологических лабораторий мира стали использовать метод секвенирования нового поколения (New Generation Sequencing, 454 pyrosequencing) для транс-криптомного анализа организмов. Как только были выполнены первые анализы транскриптомов так называемых фотосинтетических моллюсков, гипотезу ГПГ от водорослей сразу же постави-
ли под сомнение. Так, транскриптомный анализ E. chlorotica показал, что в полученных транс-криптомных базах данных этого животного нет ни одного белка, кодируемого геномом клетки водорослей [28-29]. Затем аналогичные выводы, основанные на анализах транскриптомов Elysia timida и Plakobrachus ocellatus, были опубликованы группой немецких ученых, которые высказали свое независимое мнение, что и у этих «фотосинтетических» моллюсков ГПГ, поддерживающих жизнедеятельность ассимилированных клептопластид, не имел места [15].
Затем было опубликовано еще одно подтверждение того, что у E. chlorotica около 95% всех генов были свойственны подцарству Metazoa, то есть сложным многоклеточным, сложно организованным гетеротрофным животным. В транскриптомной базе данных этого моллюска было обнаружено несколько транскриптов хлоропластов водоросли V. litorea, однако среди них не было ни одного гена, непосредственно регулирующего фотосинтез [28]. В 2013 г. группа исследователей с участием М.Е. Рамфо, выдвинувшая гипотезу ГПГ от водоросли V. litorea к моллюску E. chlorotica, опубликовала ее опровержение [50]. Другая американская исследовательская группа, публиковавшая ранее данные в пользу этой гипотезы [23, 51], продолжает настаивать на ГПГ от водоросли V. litorea к моллюску E. chlorotica [52].
Таким образом, многолетние исследования, посвященные изучению молекулярных механизмов, обеспечивающих функционирование клептопластид, зашли в тупик. Отказ от гипотезы ГПГ от водорослей к моллюскам оставил нерешенными вопросы, появившиеся после открытия у последних явления клептопластии, и самый основной среди них - «Каким образом на молекулярном уровне регулируется процесс фотосинтеза, происходящий в чужеродных для животных клеток органеллах?» Нам представляется, что его решение требует не только глубокого и всестороннего изучения цитологического строения и биологии развития моллюсков, изучения их питания в условиях лабораторных экспериментов, но и столь же пристального изучения особенностей цитологического строения водорослей, которыми они питаются.
За счет чего выживают «фотосинтетические» моллюски?
Популяризаторы науки, особенно продвигающие какую-либо идеологию и использующие достижения науки как основу своей позиции, нередко популяризируют предварительные данные и пишут о них, как о доказанных фактах. При этом нередко недобросовестно цитируется, искажается и домысливается исходная научная информация. Так рождаются псевдонаучные мифы, и, к сожалению, история науки знает немало случаев, когда идеи и теории, уже отвергнутые в ходе их дальнейшей научной проверки, продолжают жить и тиражироваться в околонаучной и образовательной среде. Так, гипотеза горизонтального переноса генов (ГПГ), регулирующих фотосинтез, от водорослей к моллюскам сразу после ее опубликования стала широко известна ученым и, благодаря Интернету, - широкому кругу лиц. О том, что после 17 лет научных поисков и дорогостоящих экспериментов она была отвергнута своими же создателями, теперь известно только узкому кругу специалистов.
За прошедшие годы явление клептопластии у моллюсков в научно-популярной литературе уже обросло мифами, в которых тесно переплелись некоторые домыслы ученых с компиляциями и фантазиями популяризаторов научных знаний. Ныне они в изобилии представлены в Интернете, в том числе на русском языке [53-57]. Примечательно, что даже через 5 лет после опровержения гипотезы ГПГ о ней все еще можно прочитать на сайте русской версии National Geographies [54], Wikipedia и др.
Широко распространено мнение, что, когда включается процесс фотосинтеза клептопластид, моллюски переходят на «растительный» образ жизни, подпитываясь солнечной энергией, а если они долгое время находятся в темноте, то клептопластиды погибают, и моллюски снова переходят к гетеротрофному питанию, пополняя запасы хлоропластов. На самом деле исследования показывают прямо противоположное: именно находясь на свету, клептопластиды всегда нестабильны и демонстрируют значительное уменьшение своей фотосинтетической активности всего за несколько дней [11, 21, 58-61]. При этом отметим, что в природных условиях яркий дневной свет часто превышает 2000 цмоль фотон м 2 с \ то есть он в 10-50 раз больше того, что обычно тестировали ученые в лабораторных условиях. При тусклом свете или в полной темноте клептопласти-ды в клетках животных остаются неповрежденными в течение более длительного времени [11, 21].
Исходя из этого, можно предположить, что в природе, находясь на свету, клептопластиды не способны к длительному функционированию, и животным регулярно требуется корм, поскольку энергии, полученной в ходе световой реакции фотосинтеза, для сохранения их жизнеспособности
в течение многих месяцев явно не хватит. К тому же следует добавить, что, наряду с глюкозой, клетки моллюска в большом количестве получают и другой продукт фотосинтеза клептопластид -кислород, который, как известно, является мощным окислителем.
Оценивая значимость для жизнеобеспечения моллюсков продуктов фотосинтеза, произведенных клептопластидами, можно говорить о полезности глюкозы. Однако полезен ли их клеткам появляющийся в ходе фотосинтеза кислород? Если он оказывает негативное воздействие на метаболические процессы, то следует предполагать, что солнечные ванны моллюскам не полезны, и они, напротив, должны укрываться от яркого солнечного света. Наши многолетние наблюдения показывают, что, находясь в естественной среде, они активно избегают воздействия яркого дневного света, закапываясь в илистые грунты или прячась в тени водорослей [11, 21].
О том, что питание E. chlorotica и других «фотосинтетических» моллюсков только глюкозой не может обеспечить их многомесячное полноценное существование и воспроизводство, можно судить по данным изучения симбиотической ассоциации Vaucheria litorea/E. chlorotica. Они свидетельствуют о том, что в условиях голодания моллюски не способны поддерживать и тем более набирать вес. Они его теряют. Так, в статье Ц.В. Маджера с соавторами [12] приводятся две фотографии E. chlorotica, на 2-м и 8-м месяцах голодания. С учетом приведенного на них масштаба видно, что к 8-му месяцу голодания длина тела слизней по сравнению с таковой на 2-м месяце голодания уменьшается на 50%, а зеленая окраска их параподий изменяется на коричнево-желтую. Особи выглядят угнетенными, поскольку они сжаты, и их параподии плотно сомкнуты.
Исходя из вышесказанного, нам представляется, что на 8-м месяце голодания физиологическое состояние E. chlorotica было очень плохим, хотя какая-то часть хлоропластов еще, возможно, сохранялась живыми в клетках ее пищеварительной системы. Наглядно показав, что за время эксперимента выжившие особи E. chlorotica стремительно теряют размер и общий тонус тела, авторы не только не обсудили и не проинтерпретировали это наблюдение, но и не упоминали об этом в своих последующих статьях.
Значительное уменьшение размеров тела наблюдалось и у других видов фотосинтетических моллюсков, например у Plakobranchus ocellatus, Elysia timida [18] и Elysia viridis [58, 62]. В своей статье по Elysia nigrocapitata мы впервые подробно обсудили это явление и его причину [11]. После выхода процитированной выше статьи в научной литературе стал регулярно подниматься вопрос, который мы впервые рассмотрели в статье по E. nigrocapitata: насколько велика роль клептопластид в выживании фотосинтетических моллюсков [9, 14, 18]. Мы однозначно считаем, что она во многом преувеличена, и жизнь моллюсков поддерживается не только за счет фотосинтеза клеп-топластид, но и иным способом.
Наши исследования показывают, что E. nigrocapitata способна выжить без пищи в течение пяти месяцев. У откормленных особей E. nigrocapitata под эпителиальной тканью находится обширный слой вакуольсодержащих клеток и липидных капель, а под ним располагается слой хло-ропластсодержащих клеток. У особей, переживших пятимесячное голодание и потерявших 93-97% исходного веса, оба эти слоя отсутствуют, что дает основание говорить о том, что в ходе голодания имели место автолиз и самопереваривание содержимого вакуольсодержащих и хлоро-пластсодержащих клеток и межклеточных липидных капель [11].
В настоящее время только у четырех видов заднежаберных моллюсков: E. chlorotica, E. timida, E. crispata и P. ocellatus - был обнаружен эффект долговременного захвата клептопластид. У других же видов, напротив, захват клептопластид определяли как кратковременный, поскольку животные умирали в течение одного месяца после начала голодания [15, 21, 59, 63]. В научной литературе высказывалось мнение, что у многих моллюсков фотосинтетическая активность клептопластид скорее подразумевалась, чем была доказана экспериментально [59]. Так, например, в отношении E. viridis было высказано предположение, что клептопластиды остаются фотосинтетически активными в течение трех месяцев только на основании подсчета выживших животных, при этом изученная выборка составляла только 39 особей [62]. Эти же авторы упомянули, что за время их экспериментов выжившие моллюски потеряли до 96% массы тела [62], однако интерпретацию этому явлению они не дали.
Другие авторы - Дж. Эвертсен и Г. Джонсон, - утверждали, что хлоропласты ценоцитной зеленой водоросли Codium fragile остаются фотосинтетически активными внутри пищеварительных клеток моллюска E. viridis в течение 5-9 месяцев, при этом они всегда заключены в фагосому [58]. В качестве доказательства они привели в своей статье график показателей фотосистемы II. Однако на нем показана ее динамика в первые 80 дней после начала голодания, но не активность клепто-
пластид в течение 5-9 месяцев. В отношении электронных трансмиссионных микрофотографий этих авторов с клептопластидами внутри клеток моллюсков отметим, что нигде в тексте статьи не указано, какому дню голодания они соответствуют. Авторы тоже упомянули, что в течение 73 дней после начала экспериментов особи E. viridis потеряли 33-49% массы тела, но никак это не интерпретировали [58].
Примечательно, что в одной из ранних работ по E. chlorotica, цитируемой американскими учеными, говорится следующее: «Статистические анализы экспериментов роста показали, что интенсивность света для роста не важна» [64]. Иными словами, уже в конце 70 -х гг. было хорошо известно, что, находясь на свету, голодная E. chlorotica не только не растет, но и уменьшается в размерах.
Таким образом, фотосинтетическая роль клептопластид в выживании «фотосинтетических» моллюсков до некоторой степени преувеличена, и выводы, сделанные на основе наблюдений за E. chlorotica, неравномерно распространять на все «фотосинтетические» моллюски. Наши исследования показывают, что клептопластиды, полученные от разных видов ценоцитных зеленых водорослей, обладают неодинаковой эффективностью [11, 21]. Мы полагаем, что у каждого вида моллюсков, способных поедать разные водоросли, имеются «свои» максимально эффективные клептопластиды определенных видов растений. Их-то они и предпочитают всем другим клепто-пластидам. В этом смысле можно говорить о существовании наиболее эффективных межвидовых симбиотических ассоциаций водоросль/моллюск и основной стратегии питания, направленной на накопление в пищеварительных клетках как можно большего количества неповрежденных хлоропластов для их длительного резервирования и постепенного использования в ходе голодания.
Отметим, что до наших исследований при лабораторном содержании заднежаберных моллюсков все исследователи в качестве корма изучаемого ими вида использовали только одну выбранную ими водоросль. Определенная в ходе экспериментов активность клептопластид при этом всегда оценивалась как видоспецифическая. Мы в своих исследованиях показали, что она определяется видовой принадлежностью клептопластид [11, 21].
Изучение моллюска E. nigrocapitata показало, что продолжительность его жизни, размерные характеристики и способность к размножению напрямую зависят от состава водорослевого корма [11]. Так, несмотря на то, что самые крупные особи развивались в той группе, которую постоянно кормили Chaetomorpha moniligera, продолжительность их жизни составила 3-8 месяцев. Напротив, животные, употреблявшие в пищу Bryopsis spp. и Phyllodictyon orientale, жили по 12-14 месяцев. Таким образом, если моллюск кормится C. moniligera, он успешно размножается, но живет при этом недолго, а при смене корма только на Bryopsis он, напротив, будет жить намного дольше, но останется стерильным [11].
Такая реакция организма на разный корм представляется нам вполне успешным механизмом адаптации к постоянно изменяющимся условиям среды. Многие виды водорослей, включая представителей родов Bryopsis, Chaetomorpha и Cladophora, являются сезонными эфемерами. Поэтому их количество может быть недостаточным для того, чтобы прокормить всю популяцию моллюсков в определенном местообитании. С другой стороны, моллюски должны отложить кладки яиц относительно синхронно и строго в определенные месяцы года, чтобы гарантировать ежегодную смену популяций. Питаясь только Chaetomorpha и Cladophora, особи очень быстро наберут массу тела и достигнут половозрелости, но это произойдет на несколько месяцев раньше положенного срока, после чего они будут вынуждены отложить яйца и погибнуть. Но и яйца, отложенные раньше положенного срока, погибнут от перепадов зимних температур, либо вылупившиеся личинки погибнут от голода в условиях нехватки фитопланктона определенного состава, который формируется строго в летние месяцы. Именно поэтому моллюскам необходим разнообразный макроводорослевый корм, питаясь которым они могли бы регулировать свое физиологическое состояние и тем самым управлять физиологическими процессами и «временем» своей жизни. Наши наблюдения за поведением элизий в лабораторных культурах показывают, что они могут устраивать сами себе периоды голодания, отказываясь от любого корма, и несколько недель жить за счет постепенного переваривания клептопластид.
Кроме того, «быть живым» еще не означает «быть нормально функционирующим». Никто из исследователей симбиотической ассоциации V. litorea/E. chlorotica не показал, что у E. chlorotica клептопластиды оставались фотосинтетически активными в течение 8-10 месяцев, поскольку флуоресценция хлорофилла a внутри тела моллюсков с помощью PAM флуорометра в течение всего этого периода не измерялась.
Мы не исключаем того, что стратегия эффективного использования запасенных хлоропла-стов предполагает их «консервацию» за счет подавления функциональной активности или даже анабиоза. В мире живой природы это не новое явление. Так, в мире хелицеровых и насекомых известны случаи длительной «консервации» органической пищи, когда организм жертвы парализуется токсинами хищника. Например, жидкость, выделяемая железами муравьев, консервирует употребляемых ими в пищу личинок насекомых и в течение долгих недель и месяцев препятствует их разложению.
Выживание видов обеспечивается успешным воспроизводством их представителей, и в основе жизненной стратегии живого организма лежит стремление оставить после себя плодовитое потомство. Наши исследования показывают, что размножаться заднежаберные моллюски могут только при достижении определенных размеров тела, иначе они будут не в состоянии сформировать и отложить кладки, состоящие из сотен оплодотворенных яиц [11]. Голодное и, соответственно, уменьшившееся в размерах животное не сможет ни сформировать яйца, ни протолкнуть их через свою половую систему. Моллюск E. chlorotica в этом отношении не может быть исключением, и ему для нормального протекания процессов созревания половых продуктов и формирования кладки яиц, как и другим представителям этого рода, необходимо регулярное питание водорослями.
Исходя из сказанного выше, мы полагаем, что клептопластиды - это, прежде всего, поддерживаемые в живом состоянии резервные пищевые ресурсы, а не поставщики основного питания, достаточного для выживания голодающих моллюсков.
Литература
1. de Negri A., de Negri G. Farbstoff aus Elysia viridis // Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. - 1876. - Vol. 9. - P. 84.
2. Kawaguti S., Yamasu T. Electron microscopy on the symbiosis between an elysioid gastropod and chloroplasts of a green alga // Biology Journal of Okayama University. - 1965. - Vol. 11. - P. 57-65.
3. Clark K.B., Jensen K.R., Stirts H.M. Survey for functional kleptoplasty among west Atlantic Ascoglossa (= Sacoglossa) (Mollusca: Opisthobranchia) // Veliger. - 1990. - Vol. 33. - P. 339-345.
4. Rumpho M.E., Summer E.J., Manhart J.R. Solar-powered sea slugs. Mollusc/algal chloroplast symbiosis // Plant Physiology. - 2000. - Vol. 123. - P. 29-38.
5. Sea slug forum. - URL: http://www.seaslugforum.net (дата обращения: 29.03.2016). Australian Museum, Sydney.
6. Trench R.K. Chloroplasts as functional endosymbionts in the mollusc Tridachia crispata (Вё^^, (Opisthobranchia, Sacoglossa) // Nature. - 1969. - Vol. 222. - P. 1071-1072.
7. Trench R.K. Of «leaves that crawl»: functional chloroplasts in animal cells // Symposia of the Society for Experimental Biology. - 1975. - Vol. 29. - P. 229-265.
8. Crawling leaves: photosynthesis in sacoglossan sea slugs / Cruz S., Calado R., Serodio J., CartaxanaP. // Journal of Experimental Botany. - 2013. - Vol. 64. - P. 3999-4009.
9. de Vries J., Christa G., Gould S.B. Plastid survival in the cytosol of animal cells // Trends in Plant Sciences. - 2014. - Vol. 19. - P. 347-350.
10. Plastid-bearing sea slugs fix CO2 in the light but do not require photosynthesis to survive / Christa G., Zimorski V., Woehle C., Tielens A.G.M., Wagele H., Martin W.F., Gould S.B. // Proceedings of the Royal Society B. - 2014. - Vol. 281. - P. 20132493.
11. Morphology, molecular phylogeny and photosynthetic activity of the sacoglossan mollusk, Elysia nigrocapitata, from Korea / Klochkova T.A., Han J. W., Chah K. -H., Kim J. -H., Kim K. Y., Kim G.H. // Marine Biology. - 2013. - Vol. 160. - P. 155-168.
12. Chloroplast genes are expressed during intracellular symbiotic association of Vaucheria litorea plastids with the sea slug Elysia chlorotica / Mujer C.V., Andrews D.L., Manhart J.R., Pierce S.K., Rumpho M.E. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. -1996. - Vol. 93. - P. 12333-12338.
13. Pierce S.K., Biron R., Rumpho M.E. Endosymbiotic chloroplasts in molluscan cells contain proteins synthesized after plastid capture // The Journal of Experimental Biology. - 1996. - Vol. 199. -P. 2323-2330.
14. A sea slug's guide to plastid symbiosis / de Vries J., Rauch C., Christa G., Gould S.B. // Acta Societatis Botanicorum Poloniae. - 2014. - Vol. 83. - P. 415-421.
15. Transcriptomic evidence that longevity of acquired plastids in the photosynthetic slugs Elysia timida and Plakobranchus ocellatus does not entail lateral transfer of algal nuclear genes / Wagele H.,
Deusch O., Händeler K., Martin R., Schmitt V., Christa G., Pinzger B., Gould S.B., Dagan T., Klussmann-Kolb A., Martin W. II Molecular Biology and Evolution. - 2011. - Vol. 28. - P. 699-706.
16. Switching off photosynthesis I Christa G., de Vries J., Jahns P., Sven B.G. II Communicative and Integrative Biology. - 2014. - Vol. 7. - P. e28029-1-e28029-3.
17. Identification of sequestered chloroplasts in photosynthetic and non-photosynthetic sacoglossan sea slugs (Mollusca, Gastropoda) I Christa G., Händeler K., Schäberle T.F, König G.M, Wägele H. II Frontiers in Zoology. - 2014. - Vol. 11. - P. 15.
18. Comparison of sister species identifies factors underpinning plastid compatibility in green sea slugs I de Vries J., Woehle C., Christa G., Wägele H., Tielens A.G.M., Jahns P., Gould S.B. II Proceedings of the Royal Society B. - 2015. - Vol. 282. - P. 20142519.
19. Floyd G.L., O'Kelly C.J. Phylum Chlorophyta: class Ulvophyceae II In: Handbook of Protoctista (Eds.: Margulis L., Corliss J.O., Melkonian M., Chapman D.J.). - Jones and Barlett Publishers, Boston. - 1990. - P. 617-635.
20. Jensen K.R. Morphological adaptations and plasticity of radular teeth of the Sacoglossa (= Ascoglossa) (Mollusca: Opisthobranchia) in relation to their food plants II Biological Journal of the Linnean Society. - 1993. - Vol. 48. - P. 135-155.
21. Feeding specificity and photosynthetic activity of Korean sacoglossan mollusks I Klochkova T.A., Han J.W., Kim J.H., Kim K.Y., Kim G.H. II Algae. - 2010. - Vol. 25. - P. 217-227.
22. MolluscIalgal chloroplast symbiosis: how can isolated chloroplasts continue to function for months in the cytosol of a sea slug in the absence of an algal nucleus? I Rumpho M.E., Summer E.J., Green B.J., Fox T.C., Manhart J.R. II Zoology. - 2001. - Vol. 104. - P. 303-312.
23. Schwartz J.A., Curtis N.E., Pierce S.K. Using algal transcriptome sequences to identify transferred genes in the sea slug, Elysia chlorotica II Evolutionary Biology. - 2010. - Vol. 37. - P. 29-37.
24. Mollusc-algal chloroplast endosymbiosis: photosynthesis, thylakoid protein maintenance, and chloroplast gene expression continue for many months in the absence of the algal nucleus I Green B.J., Li W.Y., Manhart J.R., Fox T.C., Summer E.J., Kennedy R.A., Pierce S.K., Rumpho M.E. II Plant Physiology. - 2000. - Vol. 124. - P. 331-342.
25. Mondy W.L., Pierce S.K. Annual sea slug population's life cycle is the result of apoptosis // Microscopy and Microanalysis. - 2002. - Vol. 8. - Suppl. 2. - P. 1086CD-1087CD.
26. Newly metamorphosed Elysia clarki juveniles feed on and sequester chloroplasts from algal species different from those utilized by adult slugs I Curtis N.E., Pierce S.K., Massey S.E., Schwartz J.A., Maugel T.K. II Marine Biology. - 2007. - Vol. 150. - P. 797-806.
27. Transfer, integration and expression of functional nuclear genes between multicellular species I Pierce S.K., Curtis N.E., Hanten J.J., Boerner S.L., Schwartz J.A. II Symbiosis. - 2007. - Vol. 43. -P.57-64.
28. Sea slug kleptoplasty and plastid maintenance in a metazoan I Pelletreau K.N., Bhattacharya D., Price D.C., Worful J.M., Moustafa A., Rumpho M.E. II Plant Physiology. - 2011. - Vol. 155. -P.1561-1565.
29. The making of a photosynthetic animal I Rumpho M.E., Pelletreau K.N., Moustafa A., Bhattacharya D. II The Journal of Experimental Biology. - 2011. - Vol. 214. - P. 303-311.
30. Hanten J.J., Pierce S.K. Synthesis of several light-harvesting complex I polypeptides is blocked by cycloheximide in symbiotic chloroplasts in the sea slug, Elysia chlorotica (Gould): A case for horizontal gene transfer between alga and animal? II The Biological Bulletin. - 2001. - Vol. 201. -P.34-44.
31. West H.H., Harrigan J., Pierce S.K. Hybridization of two populations of a marine opistobranch with different development patterns II Veliger. - 1984. - Vol. 26. - P. 199-206.
32. Kleptoplasts mediate nitrogen acquisition in the sea slug Elysia viridis I Teugels B., Bouillon S., Veuger B., Middelburg J.J., Koedam N. II Aquatic Biology. - 2008. - Vol. 4. - P. 15-21.
33. Doolittle W.F. Phylogenetic classification and the universal tree II Science. - 1999. - Vol. 284. -P.2124-2128.
34. Horizontal gene transfer among group A streptococci: implications for pathogenesis and epidemiology I Kehoe M.A., Kapur V., Whatmore A.M., Musser J.M. II Trends in Microbiology. - 1996. -Vol. 4. - P. 436-443.
35. Bäumler A.J. The record of horizontal gene transfer in Salmonella II Trends in Microbiology. -1997. - Vol. 8. - P. 318-322.
36. Evidence for massive gene exchange between archaeal and bacterial hyperthermophiles / Aravind L., Tatusov R.L., Wolf Y.I., Walker D.R., Koonin E.V. // Trends in Genetics. - 1998. -Vol. 14. - P. 442-442.
37. 1998. Natural genetic exchange between Haemophilus and Neisseria: Intergeneric transfer of chromosomal genes between major human pathogens / Kroll J.S., Wilks K.E., Farrant J.L., LangfordP.R. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1998. -Vol. 95. - P. 12381-12385.
38. Discontinuous occurrence of the hsp70 (dnaK) gene among Archea and sequence features of HSP70 suggest a novel outlook on phytogenies inferred from this protein / Gribaldo S., Lumia V., Creti R., Conway de Macaria E., Sanangelantoni A., Cammarano P. // Journal of Bacteriology. - 1999. -Vol. 181. - P. 434-443.
39. Bertolla F., Kay E., Simonet P. Potential dissemination of antibiotic resistance genes from transgenic plants to microorganisms // Infection Control and Hospital Epidemiology. - 2000. -Vol. 21. - P. 390-393.
40. Dagan T., Artzy-Randrup, Martin W. Modular networks and cumulative impact of lateral transfer in prokaryote genome evolution // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2008. - Vol. 105. - P. 10039-10044.
41. Transcriptome analysis of the short-term photosynthetic sea slug Placida dendritica / Han J.H., Klochkova T.A., Han J. W., Shim J., Kim G.H. // Algae. - 2015. - Vol. 30. - P. 303-312.
42. Pathogenicity islands of virulent bacteria: Structure, function and impact on microbial evolution / Hacker J., Blum-Oehler G., Muhldorfer L, Tschape H. // Molecular Microbiology. - 1997. - Vol. 23. -P. 1089-1097.
43. Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica / Rumpho M.E., Worful J.M., Lee J., Kannan K., Tyler M.S., Bhattacharya D., Moustafa A., Manhart J.R. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. -2008. - Vol. 105. - P. 17867-17871.
44. Molecular characterization of the Calvin cycle enzyme phosphoribulokinase in the stramenopile alga Vaucheria litorea and the plastid hosting mollusc Elysia chlorotica / Rumpho M.E., Pochareddy S., Worful J.M., Summer E.J., Bhattacharya D., Pelletreau K.N., Tyler M.S., Lee J., Manhart J.R., Soule K.M. // Molecular Plant. - 2009. - Vol. 2. - P. 1384-1396.
45. Pierce S.K., Curtis N.E., Schwartz J.A. Chlorophyll a synthesis by an animal using transferred algal nuclear genes // Symbiosis. - 2009. - Vol. 49. - P. 121-131.
46. National Center for Biotechnology Information. 2016. - URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ genomes/GenomesGroup.cgi?taxid=2759&opt=plastid (дата обращения: 19.12.2015).
47. Evolutionary analysis of Arabidopsis, cyanobacterial, and chloroplast genomes reveals plastid phylogeny and thousands of cyanobacterial genes in the nucleus / Martin W., Rujan T., Richly E., Hansen A., Cornelsen S., Lins T., Leister D., Stoebe B., Hasegawa M., Penny D. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2002. - Vol. 99. - P. 12246-12251.
48. Richly E., Leister D. An improved prediction of chloroplast proteins reveals diversities and commonalities in the chloroplast proteomes of Arabidopsis and rice // Gene. - 2004. - Vol. 329. -P. 11 -16.
49. Bock R., Timmis J.N. Reconstructing evolution: gene transfer from plastids to the nucleus // BioEssays. - 2008. - Vol. 30. - P. 556-566.
50. Genome analysis of Elysia chlorotica egg DNA provides no evidence for horizontal gene transfer into the germ line of this kleptoplastic mollusc / Bhattacharya D., Pelletreau K.N., Price D.C., Sarver K.E., Rumpho M.E. // Molecular Biology and Evolution. - 2013. - Vol. 30. - P. 1843-1852.
51. Transcriptomic evidence for the expression of horizontally transferred algal nuclear genes in the photosynthetic sea slug, Elysia chlorotica / Pierce S.K., Fang X., Schwartz J.A., Jiang X., Zhao W., Curtis N.E., Kocot K.M., Yang B., Wang J. // Molecular Biology and Evolution. - 2012. - Vol. 29. -P.1545-1556.
52. Schwartz J.A., Curtis N.E., Pierce S.K. FISH labeling reveals a horizontally transferred algal (Vaucheria litorea) nuclear gene on a sea slug (Elysia chlorotica) chromosome // The Biological Bulletin. - 2014. - Vol. 227. - P. 300-312.
53. Впервые описан гибрид животного и фотосинтезирующего растения [Электронный ресурс]. - 2010. - URL: http://www.membrana.ru/particle/3587 (дата обращения: 19.12.2015).
54. Демьянец С. Моллюск, который питается солнцем [Электронный ресурс]. - URL: http://www.nat-geo.ru/article/588-mollyusk-kotoryiy-pitaetsya-solntsem (дата обращения: 28.12.2015).
55. Морской слизняк и солнечные батареи [Электронный ресурс]. - URL: http:// ecosalinon.com/nauka/unikalnye-fotosinteziruyushhie-zhivotnye.html (дата обращения: 19.12.2015).
56. Невероятный гибрид: Элизия Хлоротика [Электронный ресурс]. - 2012. - URL: http://podkofeek.ru/capuchino/1041-2012-04-29-02-05-10.html (дата обращения: 19.12.2015).
57. Экологическая сознательность в действии: животные, похожие на растения [Электронный ресурс]. - 2012. - URL: http://www.facepla.net/extreme-science-menu.html (дата обращения: 19.12.2015).
58. Evertsen J., Johnsen G. In vivo and in vitro differences in chloroplast functionality in the two north Atlantic sacoglossans (Gastropoda, Opisthobranchia) Placida dendritica and Elysia viridis // Marine Biology. - 2009. - Vol. 156. - P. 847-859.
59. Functional chloroplasts in metazoan cells: a unique evolutionary strategy in animal life / Händeler K., Grzymbowski Y.P., Krug P. J., Wägele H. // Frontiers in Zoology. - 2009. - Vol. 6. - P. 28.
60. Effects of light exposure on the retention of kleptoplastic photosynthetic activity in the sacoglossan mollusc Elysia viridis / Vieira S., Calado R., Coelho H., Serödio J. // Marine Biology. -
2009. - Vol. 156. - P. 1007-1020.
61. In vivo quantification of kleptoplastic chlorophyll a content in the 'solar-powered' sea slug Elysia viridis using optical methods: spectral reflectance analysis and PAM fluorometry / Serödio J., Pereira S., Furtado J., Silva R., Coelho H., Calado R. // Photochemical & Photobiological Sciences. -
2010. - Vol. 9. - P. 68-77.
62. Hinde R., Smith D.C. Persistence of functional chloroplast in Elysia viridis (Opisthobranchia, Sacoglossa) // Nature - New biology. - 1972. - Vol. 239. - P. 30-31.
63. Identification of photosynhetic sacoglossans from Japan / Yamamoto Y.Y., Yusa Y., Yamamoto S., Hirano Y., Hirano Y., Motomura T., Tanemura T., Obokata J. // Endocytobiosis Cell Research. - 2009. -Vol. 19. - P. 112-119.
64. West H.H. Chloroplast symbiosis and development of the ascoglossan opisthobranch Elysia chlorotica // Ph.D. dissertation. Boston (MA): Northeastern University. - 1979. - 176 P.
Информация об авторе Information about author
Клочкова Татьяна Андреевна - Камчатский государственный технический университет; 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский; кандидат биологических наук, доктор философии биологии (Ph.D.); доцент кафедры экологии и природопользования; [email protected]
Klochkova Tatyana Andreevna - Kamchatka State Technical University; Petropavlovsk-KamchatskY, Russia, 683003; Candidate of Biological Sciences; Doctor of Philosophy in Biology (Ph.D.); Associate Professor of Ecology and Nature Management Chair; [email protected]
